Kutatási eredmények

BIM-alapú és hagyományos mennyiségszámítási módszerek összevetése

A cikkben bemutatott kutatás alapján megállapítható, hogy előre lefektetett modellezési konvenciókkal és kitapasztalt listabeállításokkal jó eredménnyel készíthetők automatikus listák.

Jelen tanulmány a Szent István Egyetem Ybl Miklós Építéstudományi Kar Tudományos Diákköri Konferenciájára készült, „BIM-alapú és hagyományos mennyiségszámítási módszerek összevetése” című dolgozat kivonata. A dolgozat mind a kari, mind pedig az országos TDK-n III. helyezést ért el, fő

témája olyan modellezési módszerek, valamint olyan automatikus listabeállítások kialakítása modellkörnyezetben, melynek felhasználásával nagy hatékonysággal nyerhetők ki modell alapon automatikusan mennyiségek.

A világban tapasztalható digitális fejlődés gyors tempóban kínál újabb és újabb lehetőségeket, melyekről a fejlődő építőiparnak sem szabad lemaradnia. Digitális építészeti megoldásokkal a tervezés, a kivitelezés és az üzemeltetés is hatékonyabbá tehető és így piaci növekedést biztosító tőke kovácsolható belőle.

A számítógépes 3D-s tervezés megjelenésével már az 1960-as, 1970-es években megjelentek az úgynevezett „BIM” (Building Information Modeling – Épületinformációs Modellezés) alapját képező követelmények: virtuális térben, előre definiált és a valóságos épületszerkezeteket megtestesítő 3D-s modellelemekből összeállított épület, mely virtuális épületmodell a későbbiekben interaktívan tovább alakítható és számos célra (pl. mennyiségi kimutatások, szimulációk) felhasználható.

Az épületekhez készülő költségvetésekhez szükséges mennyiségi kimutatások azonban manapság még sok esetben a 2D-s tervekről manuális vagy digitális mérések segítségével jönnek létre, nem használják a 3D-s modellekben rejlő lehetőségeket.

CÉLKITŰZÉSEK

A dolgozat céljai között szerepelt szakirodalmi összefoglalást adni a BIM-módszertan létrejöttéről, BIM-szintekről és dimenziókról, a BIM felhasználási lehetőségeiről és hasznáról; valamint fő célkitűzés volt egy olyan modellezési metódus kialakítása, valamint olyan automatikus listabeállítások kialakítása ArchiCAD környezetben, melynek felhasználásával nagy hatékonysággal nyerhetők ki modell alapon automatikusan mennyiségek. A metódus kialakítása közben természetszerűleg cél volt esetleges modellezési problémák feltárása, melyek nehezíthetik az automatikus mennyiségkimutatások megfelelően részletes elkészítését. Végezetül cél volt annak megállapítása, időben mekkora ráfordítást jelent egy automatikus mennyiségi kinyerésre alkalmas BIM-modell építése szemben a „hagyományos” 2D-s tervek létrehozásával és a manuális mennyiségszámítással.

A KUTATÁS KERETEI

A kutatás ArchiCAD szoftverkörnyezetben zajlott, tekintve, hogy a magyar piacon elérhető BIM-alapú tervezőszoftverek közül egy 2017-es felmérés alapján az ArchiCAD a leggyakrabban alkalmazott szoftver (GfK Hungária Piackutató Intézet, 2017).

Megvizsgálva Magyarország lakásállományának falazat és lakásszám szerinti megoszlását, megállapítható, hogy a falazatok esetén legnagyobb számban tégla, kő és kézi falazóelemes falak fordulnak elő, lakásszám tekintetében pedig leggyakoribbak az 1-3 lakásos lakóépületek. E két csoport metszetei gyakorlatban a családi házak, így a kutatásokban ezzel az épülettípussal foglalkoztunk (Központi Statisztikai Hivatal, 2014). Az időbeli korlátokra tekintettel 3 db ~100-150 négyzetméter nettó alapterületű, földszintes, hagyományos kiselemes szerkezeti rendszerű családi ház került feldolgozásra.

Mennyiségszámítási vizsgálatainkat az Összevont Építőipari Normarendszer „IV. Építőmesteri munkák” tárgykörére végeztük el (TERC, 2018) (1. ábra).

A BIM lényege egy olyan virtuális épületmodell létrehozása és későbbi használata, mely a felhasználó számára megfelelő kidolgozottsággal és megfelelően strukturált információtartalommal rendelkezik. Egy modellt akkor nevezhetünk BIM modellnek, ha az túlmutat a virtuális 3D CAD modellen, információtartalma a későbbi felhasználási igények szerint épül fel, így alkalmas strukturált adatgazdálkodáshoz. Ezen elveknek megfelelően már a modell elkészítését megelőzően definiálnunk kell a későbbi felhasználási célt annak érdekében, hogy a modell készítése során már ismertek legyenek a későbbi igények és folyamatok, mert a célunknak megfelelő modellt csak ebben az esetben tudunk készíteni. Jelen esetben tehát egy olyan BIM modellt kellett előállítani, amely a későbbiekben alkalmas mennyiségek kinyerésére. Az automatikus mennyiségkimutatás elkészítése előtt a modellen geometriai és konzisztencia-ellenőrzést kellett végezni.

EREDMÉNYEK

Attribútumkezelés fontossága

Tekintve, hogy a BIM egyik lényege, hogy a modellelemeket metaadatokkal lássuk el, így a modellezés és a mennyiségkinyerés szempontjából is fontos az adott szoftverkörnyezetben a megfelelő paraméterek konzekvens alkalmazása: ArchiCAD környezetben az elemek logikai szétválasztására a Fóliák; anyagok tekintetében az Építőanyagok; komplex szerkezetek esetén egyedi Profilok. Az Építőanyagok terén fontos felhívni a figyelmet arra, hogy mennyiségkinyerés céljára készülő modell esetén nem használható például általánosan minden beton anyagú szerkezetre a “Beton” építőanyag, meg kell különböztetnünk pl. a padlóburkolat hordozó aljzatát, a vízszintes padlószigetelés hordozó aljzatát vagy a födémkibetonozást, hogy ezek mennyiségei elkülönüljenek (2. ábra).

Mennyiségszámítási szabályok megadása

A modellelemek (falak, födémek, helyiségek) mennyiségszámítási szabályaival kapcsolatban különböző beállítások – finomítások – lehetségesek [pl. építőelemek térfogati vagy felületi csökkentése, gerendák esetén a lyukak kezelése (levonás a térfogatból), helyiségekben lévő levonások pl. pillérek vagy ferde térelhatároló szerkezetek miatt], mely beállítási lehetőségek részben biztosítják az ÖN adattár adott munkanemre vonatkozó mennyiségszámítási szabályainak alkalmazását.

Interaktív listák

A modellelemeknél definiált különböző paraméterekre kvázi visszakérdezve alakíthatók ki interaktív (a modellel kommunikáló, oda-vissza irányban működő) konszignációk, listák. A szűrőkritériumok vonatkozhatnak elemtípusra (pl. födém, fal, stb.), Fóliára, Építőanyagra, szintbeli elhelyezkedésre, helyzetre (külső/belső) és számtalan egyéb modellelem-tulajdonságra. A kritériumokból összeállított listához ezután mezők rendelhetők, mely mezők a listázott elemek különböző tulajdonságait jelenítik meg, például Terület, Vastagság, Térfogat, Hossz, Darabszám, esetleg rajzi megjelenítés (metszet, nézet) (3. ábra).

Megállapítások munkanemek szerint

Munkanemek szerinti megállapításainkat foglalja össze az 1. táblázat.

Időtényező

A három mintaépület modellezése alapján látható, hogy a modellezési idő folyamatosan csökkent (2. táblázat). Az első modell építése igényelte a legtöbb időráfordítást a modellezési és listázási módszerek kitapasztalása miatt. A modellépítés idejét gyorsíthatja, ha egy előre elkészített profilkészlettel rendelkezünk, mely profilkészlet tartalmazhat előregyártott elemeket és csomóponti kialakításokat is.

ÖSSZEFOGLALÁS

Tanulmányunkban a kutatási céloknak megfelelően olyan model­lezési metódusokat és listázási beállításokat hoztunk létre, amelyekkel automatizált mennyiség-kimutatásokat tudunk végezni ArchiCAD modell alapján.

Megállapítható, hogy a CAD szoftverek igen pontos mennyiség-kimutatások készítését teszik lehetővé, de ehhez szükségszerű egy felhasználási céloknak megfelelő és részletes modell építése, így a mennyiségekkel kapcsolatban a felelősség részben a modellezőé, akinek jó modellezéstechnikai és szoftveres tudással kell rendelkeznie.

A kutatás következő fázisában további épületekre szeretnénk kiterjeszteni a vizsgálatokat, hogy még pontosabb képet kapjunk, valamint esetlegesen még több olyan modellezési-modelltechnikai-listázási problémát tárhassunk fel, melynek megoldása még közelebb visz egy felhasználási célunknak megfelelő részletezettségű mennyiségi kimutatás elkészítéshez.

Felmerülhet a kérdés, hogy megtérül-e a modellezésnél befektetett többletmunka a könnyebb mennyiségszámításokkal? Tapasztalataink szerint igen, sőt minél többször használjuk a módszert, annál inkább.